目前,有关螺旋桨正车前进工作模式下常规性能的研究,如噪声、空化等,已经取得很大的进展;但涉及螺旋桨在前进倒车(紧急倒车)工作模式下的研究内容较少也不够深入。紧急倒车时来流的“负”攻角会在桨叶的导边附近引起大量的流动分离,造成螺旋桨推力和转矩的剧烈变化,可能威胁螺旋桨安全稳定的工作;另外,侧向力也会影响舰艇操纵性。本文总结分析前人的研究成果,然后,结合基于大涡模拟(LES)的CFD数值仿真方法和有限元(FEM)方法,以Star CCM+和ABAQUS为工具,对螺旋桨紧急倒车模式下的水动力性能及强度特性进行大量的计算,进而分析紧急倒车模式下螺旋桨的载荷、流场及其强度特性。本文主要对螺旋桨紧急倒车模式下的载荷、流场和强度特性进行了大量的数值计算并分析其规律和特征。首先,总结国内外螺旋桨紧急倒车模式下的水动力性能、强度特性的研究现状,提出现有研究存在的问题,进而引出本文研究关注的问题,最终确定本文的主要研究内容:以E1619桨为模型,对紧急倒车模式螺旋桨的敞水性能进行大量计算,利用统计学的知识对其水动力载荷、流场及强度特性进行分析。在上述计算结果的基础上,结合Star CCM+和ABAQUS的各自优势,建立了螺旋桨紧急倒车模式下结构强度的静力分析方法,对螺旋桨正倒车运行条件下的强度特性进行计算,总结螺旋桨正倒车运行的强度特性。对艇-桨一体条件下螺旋桨紧急倒车的性能进行了计算分析,采用的潜艇是标准Sub-off模型,同上述建立的方法一样,对螺旋桨的水动力载荷、流场以及上游艇体对桨性能的影响进行了计算分析。结果表明:艇体指挥台对尾部舵的来流影响十分微弱,在后续计算中可以采用艇体后半段进行计算,上游艇体的存在增大螺旋桨的“推力”性能及侧向力性能,同时上游艇体的存在对桨盘面附近的环状涡有较大影响,从而影响螺旋桨的水动力载荷。最后,分析艇-桨一体工作条件不同航速系数下螺旋桨的静力强度特性,为紧急倒车条件下螺旋桨的设计、维护提供参考数据。最终,本文总结螺旋桨敞水、艇-桨一体条件下的水动力性能及强度特性,为未来深入研究紧急倒车模式下螺旋桨的水动力性能和强度特性提供基础。